【創新科技】港大受蝴蝶啟發研變色系統　料有助開發偽裝皮膚及隱藏防偽標籤

香港大學團隊受蝴蝶翅膀中雙色微腔結構啟發，研發出可因應刺激作出反應，而改變顔色的像素化變色軟體系統，為首個依靠平面和凹面結構產生不同顏色的系統，相信有助開創軟體機器人「偽裝皮膚」、可穿戴設備中的顯色傳感器等智慧軟體設備，亦可製作隱藏於服裝產品的防偽標籤。研究成果已於《先進科學》發表。

團隊研發系統名為「可控形變的凹面陣列」（Morphable Concavity Array, MoCA），靈感來源於蝴蝶翅膀上被稱為雙色微腔結構，該結構能產生鮮豔「炫彩」，彩光澤隨著人眼觀看角度不同而變化。MoCA的變色策略是通過改變局部形態，特別是通過控制「平面」和「凹面」狀態之間的轉換。

▲ 當PC-EA薄膜下層水凝膠層注入乙醇膨脹後，產生張力把上層彈性體層向下拉入陣列中的小孔，形成「可變形空腔」，像素可見光顏色便由紅色變為藍色。（港大提供圖片）

MoCA為橡膠狀結構，厚度僅約為3根頭髮絲，其上層是光子晶體彈性體致動器（PC-EA）薄膜，下層「孔陣列」是一個有規則間隔圓孔的格子。MoCA凹面來自PC-EA薄膜的雙層結構，當薄膜下層水凝膠層注入乙醇，膨脹後所產生張力，會把上層彈性體層（GPDMS）向下拉入陣列小孔，形成稱為「可變形空腔」（MoC）的一個碟形凹面，發揮像素化作用；空腔形成後，像素可見光顏色便由紅色變為藍色。

該項研究由港大機械工程系教授岑浩璋和中國科學院化學研究所研究員李明珠共同指導，並由港大機械工程系博士潘益主導。潘益形容研究具有「革命性意義」，令蝴蝶翅膀上的光子晶體「再現」，亦是首個依靠平面和凹面結構產生不同顏色的像素化變色系統。團隊亦指，研究另一突破，是可單獨操控每個像素的顏色變化，讓軟體系統可像素化操作展示出多彩顔色。

岑浩璋亦說，倘能輕易地把上述可獨立調控每個形變單元的光學器件製成陣列，即可實現類似昆蟲複眼的功能。複眼包含多個光處理結構，具有優勢包括視野更寬，能夠同時聚焦於多個物體。團隊長遠目標是利用MoCA原理，構建模仿甚至超越昆蟲複眼功能的光學設備，並應用於仿生學和軟體機器人的分層介面和多重光學系統設計。團隊亦將繼續進行軟物質與微流體基礎研究、探索應用於構建新型光學器件等前沿用途。

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責任編輯：馮琪雅